[发明专利]一种变截面航空长梁结构件抗弯刚度计算方法

权利要求书

1.本发明一种航空长梁结构件抗弯刚度计算方法是基于反推方法获得航空长梁结构件跃式变截面分布特征时刚度数值。该发明的基本思想是使梁类航空结构件与具有相同长度的等截面梁等效，利用梁的弯曲变形能来计算复杂变截面梁的等效刚度。

2.根据权利要求1所述的一种变截面航空长梁结构件刚度计算方法，其特征在于，具体如下步骤：

1)利用通用商业有限元软件构建等截面长梁件和变截面航空长梁件，二者主体长、宽、高结构一致。

2)建立分析步、材料属性、连接关系，通过三点压弯方式，具体为长梁工件两端分别为固接和铰接约束，不同位置施加垂直载荷。

3)有限元模型提交计算，获得等截面长梁件和变截面航空长梁件在一定载荷作用下弯曲变形曲线。

4)梁的截面转角沿梁的长度变化，通过考虑长度为dx的梁单元，然后进行积分来求其应变能：其中E-工件材料弹性模量，I-截面惯性矩，y(x)-长梁弯曲变形曲线，L-长梁长度。

5)令等截面梁和变截面航空梁的弯曲应变能分别为U1和U2，并令ε＝U1-U2，即y1(x)，y2(x)为等截面梁和变截面梁的变形曲线方程，通过3)计算，I2为等截面梁惯性矩，计算公式为I2＝BH3/12，B和H分别为截面长和宽。

6)通过5)中ε＝0求出变截面梁的截面惯性矩I2，进而求得等效刚度：K＝EI/L。

3.根据权利要求2所述的方法其特征在于，通过有限元建模能快速实现等截面梁和变截面梁三点压弯变形曲线的构建。

4.根据权利要求2所述计算步骤其特征在于，通过提取有限元计算变形曲线的函数关系计算弯曲应变能。

5.根据权利要求2所述的计算步骤其特征在于，利用权利要求4中的弯曲应变能和解析计算获取的等截面梁惯性矩，反推变截面梁的刚度。